机械毕业设计1706主轴箱设计说明书
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1.概述
车床的规格系列和用处
普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此,对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计的是普通型车床C6140主轴变速箱。主要用于加工回转体。
车床的主参数(规格尺寸)和基本参数(GB1582-79,JB/Z143-79)
工件最大回转直径
D max (mm )
正转最高转速 n max ( min
r
) 电机功率 N (kw )
公比
ϕ
转速级数Z
反转
400
1400
5.5
1.41
12
级数Z 反=Z 正/2;n 反
max ≈1.1n 正max
2.参数的拟定
2.1 确定极限转速
n R n n =min
max
, 1-=z n R ϕ 又∵ϕ=1.41∴ 得n R =43.79. 取 n R =45;
min /1.31min /45/1400/max min r r R n n n ===,去标准转速列min /5.31min r n =.
2.2 主电机选择
合理的确定电机功率N ,使机床既能充分发挥其使用性能,满足生产需要,又不致使电机经常轻载而降低功率因素。
已知电动机的功率是5.5KW ,根据《车床设计手册》附录表2选Y132S-4,额定功率5.5kw ,满载转速1440 min r
,最大额定转距2.2。
3.传动设计
3.1 主传动方案拟定
拟定传动方案,包括传动型式的选择以及开停、幻想、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。
传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关,和工作性能也有关系。因此,确定传动方案和型式,要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。
传动方案有多种,传动型式更是众多,比如:传动型式上有集中传动,分离传动;扩大变速范围可用增加传动组数,也可用背轮结构、分支传动等型式;变速箱上既可用多速电机,也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。
显然,可能的方案有很多,优化的方案也因条件而异。此次设计中,我们采用集中传动型式的主轴变速箱。
3.2 传动结构式、结构网的选择
结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法,但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案,就并非十分有效。 3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目
级数为Z 的传动系统由若干个顺序的传动组组成,各传动组分别有1Z 、2Z 、……个传动副。即
321Z Z Z Z =
传动副中由于结构的限制以2或3为合适,即变速级数Z 应为2和3的因子:b
a
Z 3⨯2= ,可以有三种方案:
12=3×2×2;12=2×3×2;12=2×2×3; 3.2.2 传动式的拟定
12级转速传动系统的传动组,选择传动组安排方式时,考虑到机床主轴变速箱的具体结构、装置和性能。
在Ⅰ轴如果安置换向摩擦离合器时,为减少轴向尺寸,第一传动组的传动副数不能多,以2为宜。 主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大,因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用2。
综上所述,传动式为12=2×3×2。 3.2.3 结构式的拟定
对于12=2×3×2传动式,有6种结构式和对应的结构网。分别为:
6212⨯3⨯2=12, 6132⨯3⨯2=12, 1422⨯3⨯2=12,
2412⨯3⨯2=12 3162⨯3⨯2=12 1262⨯3⨯2=12
由于本次设计的机床错误!未找到引用源。轴装有摩擦离合器,在结构上要求有一齿轮的齿根圆大
于离合器的直径。初选12612232=⨯⨯的方案。
3.3 转速图的拟定
1400100071050035525018012590634531.5
1440
电
(
)
图3-1 正转转速图
1440
电
710
1120
()
图3-2 反转转速图
5.5kW 1450r/min
?125
?250
图3-3主传动系图
4. 传动件的估算
4.1 V 带传动的计算
V 带传动中,轴间距A 可以加大。由于是摩擦传递,带与轮槽间会有打滑,宜可缓和冲击及隔离振动,使传动平稳。带轮结构简单,但尺寸大,机床中常用作电机输出轴的定比传动。 (1) 选择V 带的型号
根据公式
1.1 5.5 6.05ca a P K P KW ==⨯=
式中P---电动机额定功率,a K --工作情况系数(此处取为1.1)。
查《机械设计》图5-10,因此选择A 型带,尺寸参数为B=80mm ,d b =11mm ,h=10,︒=40ϕ。 (2)确定带轮的计算直径1D ,2D
带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命,小带轮的直径1D 不宜过小,即
min D D ≥1。查《机械设计》取主动轮基准直径1D =125mm 。
由公式 ()ε-=
112
1
2D n n D
式中:1n -小带轮转速,2n -大带轮转速,ε-带的滑动系数,一般取0.02。 所以 ()mm D 5.24802.01125710
1440
2=-⨯=
, 由《机械设计》V 带带轮基准直径的标准系列,取圆整为250mm 。
实际传动比 ()()04.212502.01250112=⨯-=-=
'mm
mm
D D i ε
传动比误差相对值 %49.003
.203
.204.2=-=-'=
∆i i i i 一般允许误差5%,所选大带轮直径可选。 (3)确定三角带速度 按公式 s m n D v /42.91000
601440
12514.31000601
1=⨯⨯⨯=
⨯=
π
v 在5~25m/s 之间,满足带速要求。
(4)初定中心距
带轮的中心距,通常根据机床的总体布局初步选定,一般可在下列范围内选取: 根据经验公式
()()120120.72D D A D D mm +<<+
即 ()()mm A mm 75025012525.2622501257.00=+⨯<<=+⨯,取0A =500mm. (5)V 带的计算基准长度0L
()()0
2
1221004-+
+2
+
2=A D D D D A L π
()()mm L 56.1596500
4125250250125214
.350022
0=⨯-+++⨯= 由《机械设计》表5-4,选取带轮的基准长度为mm L 1600=。 (6)确定实际中心距A
mm L L A A 72.5012
56.15961600500200=-+=-+
= (7)验算小带轮包角α
1207.1653.571801
21>=⨯--
=A
D D α,主动轮上包角合适。 (8)确定V 带根数z